BAB IV METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Mesin yang Diteliti
Mesin yang diteliti merupakan kulkas dua pintu hasil rangkaian sendiri dengan komponen standar dari kulkas dua pintu yang ada di pasaran Gambar 4.1. Kulkas
bekerja dengan siklus kompresi uap yang disertai dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut, berdaya 115 watt dan mempunyai panjang pipa kapiler 170 cm.
Proses pendinginan yang terjadi dalam kulkas ini dilakukan oleh udara dingin yang disirkulasikan oleh fan.
a b
Gambar 4.1 a Mesin kulkas dua pintu yang diteliti tampak luar, b Skematik
mesin kulkas dua pintu
59
4.2 Skematik Mesin Pendingin yang Diteliti
Pada Gambar 4.2 menyajikan skematik dari mesin pendingin kulkas dua pintu yang diteliti. Dalam skematik ini ditentukan posisi titik – titik yang dipasangi alat
ukur suhu dan tekanan dari kulkas dua pintu.
Gambar 4.2 Skematik mesin pendingin kulkas dua pintu
Keterangan Gambar 4.2: Titik 1
: posisi termokopel sebelum masuk kompresor dan posisi alat ukur tekanan sebelum masuk kompresor
Titik a : posisi peletakan tang meter
Titik 2 : posisi alat ukur tekanan setelah keluar kompresor
Titik 3 : posisi termokopel keluar kondensor
Titik 4 : posisi termokopel di ruang evaporator
4.3 Alat Bantu Penelitian
Dalam penelitian kulkas dua pintu ini memerlukan alat – alat ukur untuk membantu dalam pengujian kulkas dua pintu tersebut. Alat – alat tersebut adalah : a
Termokopel dan penampil suhu digital APPA, b Pengukur tekanan, c Isolasi, d Tang meter, e Air beban pendingin, f Kabel roll, g P – h diagram.
a. Termokopel dan Penampil suhu digital APPA
Termokopel mempunyai fungsi sebagai sensor suhu yang digunakan untuk mengubah suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Sedangkan
penampil suhu digital APPA mempunyai fungsi sebagai alat yang memperlihatkan nilai suhu yang diukur.
a b
Gambar 4.3 a Termokopel dan b Penampil suhu digital APPA
b. Pengukur Tekanan Manifold Gauge
Manifold gauge adalah alat yang berfungsi untuk mengukur tekanan pada sistem pendingin pada kulkas dua pintu. Jenis manifold gauge yang dipakai dalam
pengambilan data yaitu double manifold gauge dengan merek Lotus. Dalam pengambilan data ditentukan 2 titik, yaitu titik pada posisi keluar dari kompresor, dan
masuk kompresor. Diperlukan 2 buah manifold dengan satu manifold untuk mengukur tekanan tinggi warna merah dengan angka skala tertera sampai 500 Psi
dan satu manifold untuk mengukur tekanan rendah warna biru dengan skala angka tertera sampai 220 Psi.
Gambar 4.4 Pengukur Tekanan
c. Isolasi
Isolasi merupakan alat bantu yang berfungsi untuk merekatkan termokopel dengan bagian komponen yang akan di ukur suhunya.
Gambar 4.5 Isolasi
e. Tang Meter
Tang meter ini berfungsi untuk mengukur berapa besar arus yang mengalir masuk ke dalam kompresor.
Gambar 4.6 Tang Meter
f. Air beban pendingin
Air mempunyai fungsi sebagai beban pendinginan pada mesin pendingin Kulkas dua pintu yang dipergunakan dalam penlitian. Beban air yang dipergunakan
adalah sebesar 900 ml.
Gambar 4.7 Aqua Botol
g. Kabel Roll
Kabel roll berfungsi untuk membagi daya listrik ke sejumlah alat, baik listrik maupun alat elektronik lainnya. Hal ini dikarenakan panjang kabel listrik pada alat
penelitian terbatas sehingga kabel roll sangat dibutuhkan saat penelitian.
Gambar 4.8 Kabel Roll
h. P – h diagram
P – h diagram mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin pendingin kulkas dua pintu. Dengan P – h diagram ini dapat diketahui nilai
entalpi disetiap titik yang ditinjau h
1
, h
2
, h
3
, h
4
, suhu kerja evaporator, suhu kerja kondensor, dan suhu refrigeran keluar kompresor.
Gambar 4.9 P – h diagram sumber:
http:www.engr.siu.edu
4.4 Cara Mendapatkan Data Suhu, Tekanan, Arus, dan Voltage.
Data – data penelitian diperoleh dari hasil pengukuran alat ukur suhu, alat ukur tekanan, tang meter. Hasilnya disajikan dalam tabel seperti pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Cara mencatat hasil pengukuran suhu, tekanan, arus, dan voltage.
No Waktu
t menit Nilai Suhu
o
C Nilai Tekanan bar
Arus Voltage
T
1
T
3
P
1
P
2
A V
1 15
… …
… …
… …
2 30
… …
… …
… …
3 45
… …
… …
… …
4 60
… …
… …
… …
5 75
… …
… …
… …
6 90
… …
… …
… …
7 105
… …
… …
… …
8 120
… …
… …
… …
4.5 Cara Mengolah Data
Prosedur pengolahan data: a.
Setelah semua data suhu dan tekanan pada setiap titik diperoleh maka langkah selanjutnya adalah menggambarkan proses siklus kompresi uap pada P – h
diagram. Dengan menggambarkan dalam P – h diagram dapat diketahui nilai entalpi h
1
, h
2
, h
3
, h
4
, suhu kerja kondensor, suhu kerja epavorator, dan suhu kerja refrigeran keluar kompresor proses kompresi pada kompresor
diasumsikan berlangsung secara isentropis adiabotis. Proses yang berlangsung dari pipa keluar kompresor sampai dengan pipa masuk filter diasumsikan
berjalan pada tekanan yang tetap demikian juga proses yang berjalan dari pipa keluar filter sampai dengan sebelum masuk kompresor.
b. Data nilai – nilai enthalpi yang sudah didapat kemudian digunakan untuk
menghitung besarnya energi kalor persatuan massa yang dilepaskan oleh kondensor, menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran,
menghitung besarnya energi kalor persatuan massa yang diserap oleh evaporator, nilai COP aktual, nilai COP ideal kulkas dua pintu, efisiensi dan
laju aliran massa refrigeran.
Gambar 4.10 Cara menggambarkan siklus kompresi uap pada P – h diagram
c. Perhitungan dan pengolahan data dapat menggunakan persamaan 2.3 untuk
menghitung kerja kompresor, persamaan 2.4 untuk menghitung energi kalor